Com o objetivo de se estabelecer uma metodologia eficiente para obtenção de ésteres etílicos por transesterificação enzimática de óleos de soja e de mamona, utilizando um catalisador mais barato do que o anteriormente estudado em nosso grupo de pesquisa, Cândida Antarctica A (Novozym 435), é que a lipase 1,3- específica de Thermomices lanuginosus (Lipozyme TL IM) foi escolhida. Foram realizadas várias reações para estudo das melhores condições reacionais tanto para o óleo de soja, quanto para o óleo de mamona. Nestes estudos foi observada a influencia dos efeitos do teor de etanol no meio reacional, da trituração da enzima imobilizada, da pré-incubação da enzima imobilizada, da concentração da enzima no meio reacional e da temperatura do meio reacional na alcóolise enzimática utilizando a lípase Lipozyme TL IM como catalisador. A conversão dos materiais de partida a ésteres etílicos foi acompanhada por cromatografia em camada delgada (CCD) aliada a quantificação através dos padrões de ricinoleato de etila e linoleato de etila através de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Tendo sido estabelecidas as melhores condições para a conversão dos óleos de soja e mamona utilizando o catalisador enzimático em questão, foram realizadas novas reações de modo a otimizar as condições das reações através da utilização dos parâmetros estabelecidos, porém de forma conjunta. A observação destes últimos resultados apontou a presença de intermediários residuais não convertidos e, portanto para a necessidade de uma segunda etapa de reação posterior à reação com a Lipozyme TL IM. Nesta segunda etapa, optou-se por utilizar a lípase do tipo inespecífica, a Novozym 435, sendo que a mesma apresentou bons resultados na conversão em último estágio reacional dos monoglicerídeos e diglicerídeos presentes no meio de forma residual. Posteriormente, foram realizadas etapas de purificação dos produtos obtidos, bem como estudos de características físico-químicas tais como, viscosidade, densidade, índice de iodo e ponto de fulgor para os ésteres obtidos a partir dos óleos de soja e mamona em sua forma pura e em mistura entre os mesmos, para que fosse possível verificar sua adequação quanto às normas internacionais de qualidade para biocombustíveis, EN 14214 e ASTM D 6571. / The main objective of this work was to establish an efficient methodology for the production of ethyl esters by the enzymatic transesterification of soybean and castorbean oils, using a cheaper catalyst than those used previously in our research group, Candida Antartica A. In this research we used a 1,3-non specific lipase, isolated from Thermomices lanuginous commercially named Lipozyme TL IM. Several reactions were performed to determine the best reaction conditions for both, the castorbean and the soy-beans. In this study we analyzed the influence of different parameters for the transesterification to occur in an efficient way, like the ethanol ratio in the reaction media, the granulometry of the enzyme support, the temperature of the reaction medium, , the concentration of catalyst used (enzyme), specifically Lipozyme TL IM. The starting material transformation to ethyl esters was qualitatively monitored using TLC (Thin Layer Chromatography), while the quantitative analysis was done using ethyl ricinoleate and ethyl linoleate as standard in High Performance Liquid Chromatography (HPLC). After the best reaction conditions were determined for both castor and soybean oil, using the enzymatic catalyst, it were performed new experiments in order to optimize the reaction conditions using the established individual parameters, however combining all it. Even working with the combination of the best parameters, it was still observed the presence of residual intermediates such as mono and di-glicerides, that are not converted in just one step. Consequently, we decided to perform a second reaction step after the transformation with Lipozyme TL IM. In this second reaction, a non-specific enzyme, the Novozymes 435, was used showing good results in the further transformation of mono- and di-glicerides that were present in residual amounts after the first reaction step. Furtherly, the obtained products from castor and soybean were purified and their physico-chemical quality parameters like viscosity, density, iodine number and flash point were determined for their pure form and for the blend of both products (castor and soy biodiesel), in order to correct some of these quality parameters that are out of the international quality standard, EN 14214 and ASTM D 6751.

A matéria-prima na produção de biodiesel corresponde a mais que 70% do seu custo e o estudo de viabilidade tecnológica e econômica das diferentes matérias-primas se reveste de enorme importância. A extração do óleo de soja com solvente etanol resulta em duas miscelas, uma rica em óleo (miscela rica) e outra rica em etanol (miscela pobre). A miscela pobre pode ser reutilizada no processo de extração e a miscela rica pode ser utilizada diretamente sem a necessidade de dessolventização e de etapas de refino. A miscela rica em óleo foi esterificada por dois processos diferentes: químico e enzimático, com diferentes concentrações em razão molar (óleo:etanol), diferentes temperaturas e catalisadores básico (NaOH) ou enzimático (Novozym®435), buscando o maior rendimento em ésteres etilícos. O objetivo desse estudo foi avaliar o rendimento de ésteres etílicos aplicando enzimas imobilizadas Novozym®435 e um catalisador básico (NaOH) e analisar a viabilidade energética da produção de biodiesel a partir da transesterificação da miscela rica (óleo:etanol) em óleo de soja, sem necessidade de refino do óleo. Foi adotado o planejamento experimental e análise de superfícies de resposta para a seleção das melhores condições de processo, tendo como variáveis respostas o rendimento e a qualidade do biodiesel. Foram realizados ensaios de esterificação via enzimática e química. A reutilização da enzima foi estudada através da lavagem com diferentes solventes (etanol 96%, isopropanol e terc-butanol) e reações de transesterificação na presença do co-solvente terc-butanol. A produção de ésteres em miscelas permitiu a comparação dos custos entre o processo de catálise enzimática e catálise química com base na análise dos fluxos de materiais e energia. A miscela rica foi obtida após três banhos com miscela pobre e um último banho com etanol 99% (v/v), apresentando eficiência de 83% e um teor de óleo residual no farelo de 4,2%. Em sua composição, a miscela rica apresentou 90% em óleo de soja e até 7% de etanol. A transesterificação de miscela rica com catalisador NaOH foi otimizada e apresentou rendimento de ésteres etílicos (RE) 97,2% nas condições experimentais de: razão molar 1:12, concentração de catalisador 0,67% e temperatura de 30ºC. Na transesterificação enzimática, o rendimento máximo foi de 85% nas condições reacionais de razão molar 1:4,5, concentração de catalisador 9,5% e temperatura de 40ºC. A Novozym®435 não foi recuperada com sucessivas lavagens dos solventes. Entretanto, o terc-butanol como co-solvente aumentou o rendimento de ésteres para 94%. A análise dos fluxos de energia demonstrou que o a obtenção da matéria-prima (laminação e extração) foi a etapa que mais demandou energia. A produção de miscela rica em escala semi-piloto demandou mais energia que a de óleo refinado, porém, a etapa de transesterificação a partir de miscela rica, utilizando o catalisador químico, demandou menos energia comparada ao processo com catalisador enzimático e o convencional com metanol e etanol. A esterificação de miscela rica é energeticamente viável, entretanto, com um scale up adequado, a etapa de extração com etanol deve ser ajustada para viabilizar energeticamente a cadeia de produção de biodiesel por esta via alternativa. / The feedstock for biodiesel production represents more than 70% of the cost and technological and economic feasibility studies of different oil sources are of enormous importance. The extraction of soybean oil with ethanol solvent results in two miscella, one rich in oil (rich miscellae) and another rich in ethanol (poor miscellae). The poor miscellae can be reused in the extraction process and the rich miscellae can be used directly without dessolventizing and refining stages. The oil rich miscellae was esterified by two different processes: chemical and enzymatic, with different concentrations in the molar ratio (oil: ethanol), different temperatures and either basic catalyst (NaOH) or an enzyme (Novozym®435), searching for the highest production of ethyl esters. The study goal was to prove the feasibility of producing biodiesel from the transesterification of rich miscellae (oilethanol) in soybean oil, without oil refining and evaluating the performance of ethyl esters by applying immobilized enzymes Novozym®435 and a basic catalyst (NaOH). We adopted the experimental design and the surface response methodology for the best selection of process conditions, with the response variables the yield and the quality of biodiesel. Chemical and enzymatic esterification trials were conducted. The reuse of enzyme was studied by washing with different solvents (96% ethanol, isopropanol and tert-butanol) and the transesterification reaction in the presence of the co-solvent tert-butanol. The production of esters by enzymes in the miscellae allowed a comparison of the costs between the enzymatic and chemical catalysis process based on the energy flow analysis. The rich miscellae was obtained after three baths employing the poor miscellae and a last fourth bath with ethanol 99% (v/v), presenting efficiency of 83% and a residual meal oil content of 4.2%. In its composition, the rich miscellae showed 90% of soybean oil and up to 7% ethanol. The transesterification of the rich miscellae with NaOH catalyst was optimized and had a ethyl esters yield (RE) of 97.2% under the experimental conditions of: 1:12 molar ratio, catalyst concentration 0.67% and temperature 30° C. For the enzymatic transesterification, the maximum yield was 85% for the reaction conditions: molar ratio 1:4.5, catalyst concentration 9.5% and temperature 40° C. Novozym®435 was not recovered with successive washes of the solvents. However, the tertbutanol as a co-solvent increased the yield of esters to 94%. The energy flow analysis showed that obtaining the raw material (flaking and extraction) was the most energy demanding. The rich miscellae from the semi-pilot plant demanded more energy than the refined oil, however, the transesterification of the rich miscellae using chemical catalyst, required less energy compared to the enzymatic catalysis and the conventional process methanol and ethanol. The esterification of rich miscellae is feasible energetically, however, the extraction step with ethanol should be adjusted to enable energetically the chain of biodiesel production.

Esta dissertação apresenta um estudo sobre a contração de anel de ésteres ß,y-insaturados promovida por trinitrato de tálio (TTN) e de 1,2-di-hidronaftalenos promovida por hidroxi(tosiloxi)iodobenzeno (HTIB), também conhecido como reagente de Koser. Ambos estudos visaram à síntese de indanos funcionalizados. A reação de uma série de ésteres ß,y-insaturados (por exemplo 2-(3,4-di-hidronaftalen-1-il)-proprionato de etila) com TTN em ácido acético forneceu os correspondentes produtos de contração, formando indanos em bons rendimentos. A presença de grupos doadores de elétrons na posição 6 no anel aromático resultou no aumento do rendimento do produto de contração, enquanto que grupos atraentes de elétrons na posição 7 do anel aromático acarretou o decréscimo do rendimento do indano quando comparado a substratos que não são substituídos nesta posição. O aumento da cadeia alquílica na posição alfa-carbonila não interferiu no rendimento do produto desejado. O éster substituído por uma metila na posição 4 do anel ciclo-hexênico levou preferencialmente ao indano trans-1,3-dissubstituído. A reação do 1,2-di-hidronaftaleno com HTIB em metanol levou ao produto de contração de anel 1-dimetoximetil-indano com rendimento moderado, além dos produtos de adição cis e trans-1,2-dimetoxi-1,2,3,4-tetra-hidronaftaleno. No entanto, a reação desse substrato com HTIB em acetonitrila, diclorometano ou trimetil-ortoformiato forneceu o produto de aromatização (naftaleno). Contudo, os produtos de contração, 1-indano-1-il-etanona e 1-(3-metil-indan-1-il)-etanona foram formados em bons rendimentos quando o 4-metil-1,2-di-hidronaftaleno e o 1,4-dimetil-1,2-di-hidronaftaleno, respectivamente, foram tratados com HTIB em acetonitrila. No caso do 1,4-dimetil-1,2-di-hidronaftaleno há uma predominância na formação do isômero trans. Finalmente, para a reação de 4-metil-1,2-di-hidronaftaleno com HTIB em metanol foram formados os produtos de adição (cis e trans-1,2-dimetoxi-1,2,3,4-tetrahidro-1-metil-naftaleno) em ótimos rendimentos. / This dissertation presents a study about the ring contraction of ß,y-unsaturated esters promoted by thallium trinitrate (TTN) and 1,2-dihydronaphthalenes promoted by hydroxy(tosyloxy)iodobenzene (HTIB). Both studies aimed the synthesis of functionalizated indans. The reaction of a series of ß,y-unsaturad esters with TTN in acetic acid led to the corresponding ring contraction products, giving indans in good yields. The presence of electron donating groups in the 6-position of the aromatic ring increases the yield of the ring contraction product. On the other hand, electron withdrawing groups in the 7-position of the aromatic ring leds to a decrease of the yield of the desired product, when compared to substrates which are not substituted in this position. The increasement of the alkane chain at the alpha-carbonyl position did not interfere in the yield of the ring contraction product. The esters substituted by an alkyl group at 4-position of the ciclohexene ring leads to the ring contraction product, where the trans-1,3-disubstituted indan is the major product. The reaction of 1,2-dihydronaphthalene with HTIB in methanol gave the ring contraction product 1-dimetoxymethyl-indan with moderate yield, together with the addition products cis- and trans-1,2-dimetoxy-1,2,3,4-tetrahydronaphthalene. On the other hand, the reaction of 1,2-dihydronaphthalene with HTIB in acetonitrile, dichloro-methane or trimethyl orthoformate gave the aromatization product (naphthalene). The reaction of 4-methyl-1,2-dihydronaphthalene and 1,4-dimethyl-1,2-dihydronaphthalene with HTIB in acetonitrile leads to ring contraction products 1-indan-1-yl-ethanone and 1-(trans-3-methyl-indan-1-yl)-ethanone, respectively, in good yieds. The reaction of 4-methyl-1,2-dihydronaphthalene with HTIB in methanol gave the addition products cis- and trans-1,2-dimetoxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-methyl-naphthalene) with very good yield.

Emulsões são sistemas dispersos constituídos de pelo menos duas fases líquidas imiscíveis e um agente emulsificante para estabilização das mesmas. a fase dispersa destesw sistemas é conhecida como fase interna e o meio dispersante como fase externa, porém, são sistemas termodinamicamente instáveis. A presença de cirstais líquidos aumenta a estabilidade destas dispersões e além de alterar a viscosidade. São capazes de promover o encapsulamento de ativos, permitindo liberação sustentada, bem como a proteção dos fármacos foto- e termosensíveis. O óleo de girassol é uma interessante fase oleosa em uma emulsão, pois possui proprie3dades cicatrizantes devido à alta concentração de ácido linoléico e propriedades antioxidantes devido à presença de polifenóis e vitamina E Possuemaplicações em diferentes áreas como: cosméticos, alimentos, veículos de medicamentos e outros. Assim, os objetivos deste estudo foram desenvolver emulsões estáveis contendo cristais líquidos a partir da mistura de óleo de girassol (Helianthus annus L.) e mineral (vaselina líquida), caracterizá-las e avaliar a influência de diferentes ésteres graxos na formação dos cristais líquidos. As formulações foram desenvolvidas utilizando o método de diagrama e pseudo-diagrama ternário, a partir dos quais foram selecionadas duas formulações que demonstraram se estáveis e apresentaram cristais líquidos durante todo o teste de estabilidade acelerada. As mesmas foram aditivadas com extrato glicólico de polifenois e ésteres graxos e permaneceram estáveis com cristal líquido. A caracterização reológica observou-se fluxo pseudo-plástico e tixotrópico, ideal para produtos farmacêuticos e cosméticos. O óleo de girassol apresentou atividade antioxidante mesmo quando aquecidos para o processo de emulsificação pelo método do radical DPPH·. As cadeias carbônicas dos ésteres graxos utilizados em produtos cosméticos podem influenciar na formação e manutenção dos cristais líquidos. Por meio dos testes in vivo observou-se que as formulações desenvolvidas promoveram aumento prolongado da hidratação da pele e não foram observados sinais de irritação cutânea. / Emulsions are dispersed systems consisting of at least two immiscible liquid phases and an emulsifying agent to stabilize them. The dispersed phase of these systems is known as the internal phase and the dispersing environ is the external phase, which are, however, thermodynamically unstable systems. The presence of liquid crystals increases the stability of these dispersions and also change the viscosity. They are able to promote the encapsulation of active, allowing sustained release as well as the protection of photo-and thermo-sensitive drugs. Sunflower oil is an interesting phase in an oily emulsion, because it has healing properties due to the high concentration of linoleic acid, and antioxidant properties due to the presence of polyphenols and vitamin E. They have applications in different areas such as cosmetics, food, medicines and other vehicles. The objectives of this study were to develop stable emulsions containing liquid crystals from a mixture of sunflower oil (Helianthus annus L.) and mineral (mineral oil), characterize them and evaluate the influence of different fatty esters in the formation of liquid crystals. The formulations were developed using the method of diagram and ternary pseudo-diagram, from which we selected two formulations that have been demonstrated stable and presented as liquid crystals throughout the accelerated stability test. They were doped with polyphenols glycolic extracts and acid esters, and have been kept stable with liquid crystal. At the rheological characterization was observed pseudo-plastic flow and thixotropic, ideal for pharmaceuticals and cosmetics. Sunflower oil showed antioxidant activity even when heated to the emulsification process by the radical DPPHo method. The carbon chains of fatty esters used in cosmetics can influence the formation and maintenance of liquid crystals. In vivo tests showed that the formulations developed promoted prolonged increase in skin hydration and were not seen signs of skin irritation.

Orientadores: Antonio José de Almeida Meirelles, Marcelo Lanza / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T03:18:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FollegattiRomero_LuisAlberto_D.pdf: 1459960 bytes, checksum: 156264e9c23b646b44f0d820a5df70c7 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Os esteres etilicos de acidos graxos (biodiesel) podem ser produzidos atraves da reacao da transesterificacao ou etanolise. Os reagentes (oleo vegetal e etanol), normalmente com o alcool adicionado em excesso para garantir uma maior conversao em esteres etilicos de acidos graxos (FAEEs), formam um mistura heterogenea com miscibilidade parcial, sendo necessario nesta etapa realizar agitacao no interior do reator para melhorar a difusao de componentes entre as fases formadas. Durante a reacao, a mistura inicial e transformada em outras duas fases, uma rica em esteres etilicos e outra rica em glicerina, com o etanol em excesso distribuindo¿se entre as duas fases. Finalmente, os esteres resultantes devem ser separados da glicerina, do alcool em excesso e do catalisador, via decantacao ou centrifugacao, seguido de um processo de lavagem com agua (purificacao) para eliminar os saboes, componentes graxos, restos de catalisador, alcool e glicerina. Algumas das dificuldades da producao industrial de biodiesel etilico estao associadas ao desconhecimento das composicoes das fases durante o processo reacional e a problemas adicionais na separacao de fases em funcao da maior presenca de etanol em ambas as fases resultantes da reacao. Por esta razao, torna¿se necessario o estudo do equilibrio liquido¿liquido das misturas envolvidas nas diferentes etapas do processo de producao deste biocombustivel. O presente trabalho teve como objetivo a determinacao de dados de equilibrio liquido¿liquido para uma serie de sistemas pseudo¿binarios e multicomponentes envolvendo oleos vegetais, FAEEs, etanol, glicerol e agua e a modelagem do equilibrio de fases destes sistemas empregando a equacao de estado CPA EoS (Cubic¿Plus¿Association Equation of State) e o modelo NRTL. Em uma primeira etapa, foi estudada a solubilidade dos reagentes: oleos vegetais + etanol em uma faixa de temperatura de 298,15 a 333,15 K. Estes dados foram correlacionados satisfatoriamente usando o modelo NRTL. Nesta modelagem, o oleo vegetal foi tratado como um pseudocomponente. A validade desta hipotese foi demonstrada em um trabalho subsequente sobre a particao dos triacilglicerois nas fases de equilibrio (oleosa e alcoolica) em misturas compostas de oleos vegetais + etanol para a producao de biodiesel. Na segunda etapa desta tese foram investigados sistemas ternarios relacionados com o periodo intermediario do processo reacional de producao de biodiesel: FAEEs + etanol + glicerol a 323,15 e 353,15 K. Estes dados foram correlacionados corretamente com a CPA EoS, aproveitando¿se a transferencia dos parametros usados num trabalho anterior na predicao do equilibrio liquido¿vapor de sistemas binarios compostos por esteres etilicos ou esteres metilicos de acidos graxos em uma faixa de pressao de 5332,9¿13332,23 Pa. Sistemas relacionados com a etapa de lavagem do biodiesel tambem foram investigados: FAEEs + etanol + agua a temperaturas entre 298,15 e 333,15 K. Os resultados mostraram que a lavagem com agua e uma maneira muito eficaz de recuperacao de etanol da fase rica em esteres gerados. Estes dados de equilibrio tambem foram correlacionados com a CPA EoS e os desvios medios apresentaram valores menores que 3,0 % / Abstract: Fatty acid ethyl esters (biodiesel) are produced through the transesterification reaction or ethanolysis. Reagents (vegetable oil and ethanol), usually with alcohol in excess to ensure a higher conversion into fatty acid ethyl esters (FAEEs), form a heterogeneous mixture with partial miscibility; in this step it is necessary to carry out agitation inside the reactor to improve component diffusion between the phases formed. During the course of the reaction, the initial mixture is transformed into two phases: an ethyl esters¿rich phase and the other a glycerin¿rich phase, with excess ethanol distributed in both phases. Finally, the esters must be separated from the glycerin, excess alcohol and catalyst, via decanting or centrifuging, followed by a washing process with water (purification) to remove the soaps, fatty compounds, residual catalyst, glycerin and alcohol. Some of the difficulties of industrial production of ethyl biodiesel are associated to the limited information about the phase compositions during the reaction process and additional problems during phase separations due to the high presence of ethanol in the two phases resulting of the reaction. For this reason, it becomes necessary studying the liquid¿liquid phase equilibrium of the mixtures involved in different steps of the production of this biofuel. The objective of this work was to determine the liquid-liquid equilibria data for several pseudo¿binary and multicomponent systems containing vegetable oils, FAEEs, ethanol, glycerol and water and the phase equilibrium modeling using the CPA EoS (Cubic¿Plus¿Association Equation of State) and NRTL model. In a first stage, the solubility of reagents (vegetable oil + ethanol) was studied in the temperature range from 298.15 to 333.15 K. These data were satisfactorily correlated using the NRTL model. In this model, the vegetable oil was treated as a pseudocomponent. The validity of this hypothesis was demonstrated in a subsequent work about the partition data of triacylglycerols between the two immiscible liquid equilibrium phases (oil and alcoholic) in vegetable oil + ethanol mixtures for biodiesel production. In the second stage of this thesis were investigated ternary systems related with the reaction process intermediate step of biodiesel production: FAEEs + ethanol + glycerol at 323.15 and 353.15 K. These data were correlated correctly with the CPA EoS, taking advantage of the transferability of the CPA parameters used in a previous work for predicting the vapor¿liquid equilibrium of binary systems composed of fatty acid ethyl or methyl esters in the pressure range 5332.9 ¿ 13332.23 Pa. Ternary systems related with the biodiesel washing process were also investigated: FAEEs + ethanol + water within the temperature range of 298.15 and 333.15 K. These results indicate that washing with water is a very effective way of extracting ethanol from the ester phase generated. These equilibrium data were also correlated with the CPA EoS and the mean deviation values were lower than 3.0 % / Doutorado / Engenharia de Alimentos / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientadores: Maria Alvina Krähenbühl, Antonio José de Almeida Meirelles / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-21T14:59:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Falleiro_RafaelMauricioMatricarde_D.pdf: 3711901 bytes, checksum: 63d1fa258a93673deab7ea40c5ebf7d8 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O presente trabalho visa determinar dados de equilíbrio líquido-vapor (ELV) de sistemas binários de ácidos graxos com ésteres etílicos através da calorimetria exploratória diferencial (Differential Scanning Calorimetry - DSC). Essa é uma técnica analítica de grande precisão que envolve métodos de análises térmicas amplamente usadas no estudo de transições físicas, apresentando algumas vantagens em relação às técnicas convencionais (ebuliometria), em que se destacam: o menor tempo de operação e a utilização de pequenas quantidades de amostra. O preço elevado dos compostos graxos tornou-os inapropriados de serem estudados neste trabalho através de técnicas convencionais, pois a quantidade necessária de reagente ultrapassa os 100 g. Este fato levou a busca por um método alternativo (DSC) capaz de obter dados de ELV de sistemas binários até então inéditos na literatura especializada. A metodologia baseada no método da pressão total foi eficaz para a determinação da temperatura de ebulição de compostos graxos, cuja pressão de vapor foi investigada entre 10 e 70 mmHg, enquanto que os sistemas binários foram medidos a 20 mmHg, utilizando-se de quantidades muito pequenas de amostra (4,0 a 6,0 mg). Para todos os sistemas propostos foram preparadas amostras em diferentes concentrações, cuja fração molar do componente mais volátil variou em 0,1 abrangendo todo o intervalo entre 0 e 1. A modelagem termodinâmica permitiu a determinação dos parâmetros de interação binária de modelos convencionais utilizados para descrever a não idealidade da fase líquida, pois eles são necessários para o projeto de equipamentos para a produção de biodieseis e essenciais para aperfeiçoar os processos de purificação / Abstract: This study aims to determine vapor-liquid equilibrium (VLE) data of binary systems of fatty acid and ethyl esters by differential scanning calorimetry (DSC). This is a highly accurate analytical technique that involves thermal analysis methods used extensively in the study of physical transitions. DSC has some advantages over conventional techniques (ebulliometry) like shorter time and use of small amounts of sample. The high price of fatty compounds made them unsuitable to be studied by conventional techniques, since the required amount of reagent is higher than 100 g. This fact resulted to a search for an alternative method (DSC) able to get data for VLE binary systems thitherto unprecedented in the literature. The methodology based in the total pressure method was effective for determining the boiling temperature of the fatty compounds. The vapor pressure was investigated between 10 and 70 mmHg, while the binary systems were measured at 20 mmHg, using very small sample amounts (4.0 to 6.0 mg). For all the systems proposed, samples were prepared at different concentrations whose molar fraction of the more volatile component varied 0.1 spanning the range 0 to 1. The thermodynamic modeling allowed the determination of binary interaction parameters of conventional models used to describe the non-ideality of the liquid phase. These data are necessary for the design of equipment for the biodiesels production and essential to improve the purification process / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Daniel Barrera-Arellano / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-03T17:38:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vieira_ThaisMariaFerreiradeSouza_D.pdf: 1857639 bytes, checksum: 8162b6f98ed8403230373b00af16e8d5 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: As ceras possuem propriedades importantes para o uso nos setores alimentício, cosmético, de limpeza e polimento. O conhecimento de suas características é essencial para sua aplicação. A cera de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum) extraída da torta de filtro, um resíduo da indústria sucro- lcooleira, pode ser uma alternativa às ceras de carnaúba, abelha e ceras sintéticas. Considerando a larga disponibilidade de torta de filtro nos países produtores de cana, o potencial de produção desta cera é bastante grande. Neste trabalho foram estudadas as etapas de extração e fracionamento de cera de cana-de-açúcar com solventes. Os rendimentos da extração de dois tipos de tortas filtro com hexano foram de 4,32 e 7,11% em cera bruta. Os índices analíticos apresentados pelas ceras purificadas de cana foram comparáveis aos das ceras comerciais de abelha e carnaúba. As ceras purificadas apresentaram alta pureza quanto à composição em classes de lipídios, observada pelas análises de DSC, cujas curvas de fusão e cristalização mostraram picos únicos e estreitos. As propriedades térmicas dessas ceras (temperatura de pico de fusão entre 80,9 e 81,7ºC) aproximaram-se das da cera de carnaúba (picos de fusão a 82,0 e 88,1ºC). Os ácidos graxos das ceras de cana foram principalmente os saturados de cadeia normal e longa, com uma predominância do ácido palmítico (C16:0) e octacosanóico (C28:0). As amostras de cera de cana apresentaram álcoois graxos saturados de 24 a 34 carbonos. O principal álcool graxo foi o octacosanol (C28H57OH), cujos teores variaram de 118,57 a 224,89 mg.g-1 / Abstract: Waxes have important specific properties for food and cosmetic uses, and for cleaning and polishing applications. The knowledge of the characteristics of waxes is essential for their application. Wax recovered from sugarcane (Saccharum officinarum) filter cake, a by-product of the sugar and alcohol industry, represents a potential alternative to carnauba, beeswax, and synthetic waxes, considering the enormous resources of raw material in sugarcane growing countries. Crude wax solvent extraction and fractionation were studied in this project. Two types of filter cake extracted with hexane yielded 4.32 and 7.11% crude sugarcane wax, respectively. Purified sugarcane waxes presented analytical indexes similar to those of commercial bee and carnauba waxes. Purified sugarcane wax appeared to be homogeneous in terms of composition, containing few lipid classes, as indicated by DSC analysis. Single narrow peaks were observed during melting and crystallization of these samples. The thermal properties of purified sugarcane wax (melting peak between 80.9 and 81.7ºC) closely resembled those of carnauba wax (melting peaks at 82.0 and 88.1ºC). Fatty acids of sugarcane waxes were mainly normal and long-chain saturated compounds, predominantly C16:0 (palmitic) and C28:0 (octacosanoic). Long-chain saturated fatty alcohols, ranging from C24 to C34, were observed in sugarcane wax samples, with a large redominance of octacosanol (C28H57OH). Octacosanol content ranged from 118,57 to 224,89 mg.g-1 / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Glaucia Maria Pastore / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-07T18:42:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pace_LuizWanderleyBratfisch_D.pdf: 1299912 bytes, checksum: 1fd286322b5f78c4d7eae6e8c0a42f42 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A síntese de ésteres utilizando biocatalisadores está se tornando técnica e economicamente viável, devido aos benefícios apresentados pelo uso destes catalisadores, aos constantes investimentos no desenvolvimento de enzimas com maior rendimento, estabilidade e atividade enzimática e ao surgimento de enzimas imobilizadas que possibilitam o reuso várias vezes. Considerando o grande potencial das enzimas como biocatalisadores e apesar de já existerem no mercado algumas aplicações definidas, existe necessidade de estudo e aprimoramento dos processos enzimáticos nesta área, principalmente para estabelecer os processos em escala industrial. Neste trabalho foi estudada a síntese de quatro ésteres de poliglicóis, com propriedade surfactante e antiespumante, utilizando lipases e esterases como biocatalisadores. Foram avaliadas nove enzimas comerciais de diferentes fornecedores e selecionado três; as quais se apresentaram mais adequadas para os ésteres a serem obtidos e nas condições de processo que possibilitem a produção dos mesmos em escala industrial. A seleção das enzimas e condições reacionais foram baseadas nos resultados obtidos das 227 reações realizadas em laboratório e 2 reações em escala piloto. Três ésteres foram obtidos com sucesso por biocatálise, sendo dois com propriedades de surfactante e um com propriedades de antiespumante, igual ou superior aos produtos obtidos por processo químico. Todos os produtos obtidos por biocatálise apresentaram coloração mais clara, indicando menor oxidação, quando comparados com os produtos obtidos pelo processo químico, no qual é utilizado catalisador ácido e altas temperaturas. Nos estudos realizados foi possível comprovar a seletividade da esterase avaliada como biocatalisador, ao alterar um dos componentes do substrato. As esterificações foram realizadas em diferentes temperaturas, concentrações de enzimas e tempos de reação, visando obter condições de processo que permitam a produção dos ésteres em escala industrial. O acompanhamento das reações foi realizado através de análise titulométrica e espectrometria no infravermelho. A identidade dos ésteres obtidos por biocatálise frente aos ésteres obtidos por processo químico, foi realizada através das técnicas de espectrometria no infravermelho, cromatografia em camada delgada e cromatografia líquida de alta eficiência. A faixa de temperatura ideal para a obtenção dos ésteres estudados foi de 70 ¿ 75º C, com tempo de reação entre 8 e 10 horas e porcentagem de esterificação de até 95%. Os resultados obtidos comprovam que lipases e esterases podem ser utilizadas, na síntese de ésteres de poliglicóis, em substituição aos catalisadores utilizados nos processos químicos, permitindo a redução da temperatura e pressão do processo. Com isso, aumenta a segurança do processo e reduz os impactos ambientais, pela redução do consumo de energia e uso de catalisadores menos agressivos ao meio ambiente. Salientamos que as enzimas são produzidas com insumos renováveis e processos que causam mínimos impactos ao meio ambiente / Abstract: The ester biocatalyst synthesis is becoming technical and economically viable, based on the associated benefits by the use of these catalyst, the constant investiments in enzymes development with high yield, stability, enzymatic activity and new immobilized enzymes that allow multiple uses of the same material. Considering the great potential of enzymes as biocatalysts and although there is already in the market some defined applications, there is still the need to study and improve the enzymatic processes in this area, mainly to establish processes on industrial scale. In this paper, the synthesis of four polyglycol esters with defoamer and surfactant properties, using lipases and esterases as biocalyst, were studied. Nine commercial enzymes coming from different suppliers were evaluated and three were selected; which showed to be more adequate for the esters to be obtained and for the conditions of the process to allow their use on industrial scale. The selection of enzymes and the reacting conditions were based on the results obtained from the 227 reactions runned in the laboratory and 2 reactions in pilot scale. Three esters were successfully obtained by biocatalysis, two with surfactant properties and one with defoamer properties, with the same or better performance than the products obtained by the chemical process. All products obtained by biocatalyst process presented light color, indicating less oxidation, when compared with products obtained by chemical process, where an acid catalyst and high temperatures are used. Esterase biocatalyst selectivity was demonstrated when one component of the substrate was changed. Esterification was carried out in different temperatures, enzymes concentrations, and reaction times, in order to obtain adequate process conditions that allowed the production of esters on industrial scale. Reaction tracking was done using titration analysis and infrared spectrometry. The identity of esters obtained by biocatalysis in relation to esters obtained by chemical process was established through infrared spectrometry techniques, thin layer chromatography, and high performance liquid chromatography. The ideal temperature range to obtain the esters studied was 70 ¿ 75º C, with a reaction time between 8 to 10 hours and esterification percentage up to 95%. The results obtained prove that lipases and esterases can be used in the synthesis of polyglycol esters in substitution to catalysts used in chemical processes, allowing temperature and pressure reduction in the process. Thus, the process safety increases and environmental impacts are reduced, by the reduction of energy consumption and the use of less aggressive catalyst to the environment. It is important to point out that the enzymes are produced with renewable materials and processes that cause minimum impact to the environment / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

O objetivo do presente trabalho foi propor e estabelecer um novo método de preparação de peptídeos protegidos &#945;-esterificados. Para tal, investigamos inicialmente o efeito da presença de HAc, Ca(OAc)2 e mistura de ambos na eficiência de metanólise de Ac-Ala-Gly-X-KOR (onde, X= Gly, Ala ou Phe) em DCM. Surpreendemente, as reações assistidas por Ca2+ forneceram os produtos esterificados desejados com os mais altos rendimentos. Com base nestes dados comparamos as eficiências das reações de metanólise de Ac-Ala-Gly-X-KOR [onde, X= Lys(2-Cl-Z), Phe, Ala ou Gly] asssistidas pelo íon cálcio. Estas se mostraram dependentes da natureza do resíduo C-terminal ligado à resina, pois os rendimentos de desligamento peptídeo da KOR obtidos para as reações de 6 horas apresentaram a seguinte ordem: Lys(2-Cl-Z)< Phe <Ala < Gly. Após 48 h, os rendimentos foram superiores a 68%. A possibilidade de preparar Ac-Ala-Gly-X-OEt [onde, X= Lys(2-Cl-Z) ou Ala] usando o mesmo procedimento foi também investigada. Ac-Ala-Gly-Ala-OEt e Ac-Ala-Gly-Lys(2-Cl-Z)-OEt foram produzidos com 69 e 24% de rendimento em 72h a 37ºC, respectivamente. Quando DCM foi substituído por DMSO ou 25%DMSO/tolueno a 55ºC, houve um aumento significativo nos rendimentos de etanólise da Ala-Gly-Lys(2-Cl-Z)-KOR. Benzólise e tiólise de Ac-Ala-Gly-X-OEt (onde, X= Lys(2-Cl-Z)ou Ala] foram testadas. As análises de aminoácidos das peptidil-KOR residuais mostraram que o desligamento do peptídeo da KOR ocorreu em certa extensão, mas infelizmente nas condições de análise por RP-HPLC empregadas não fomos capazes de detectar os produtos formados. Metanólises adicionais foram realizadas em presença de Ca(OAc)2 empregando peptidil-KOR relacionados ao hormônio colecistocinina: Ac-lle-Ser(Bzl)-Asp(OBzl)-KOR(1), Ac-lle-Ser(Bzl)-Asp(OcHex)-KOR (2) e Ac-lle-Ser(Bzl)-Asp(OBzl)-Arg(Mtr)-KOR (3). Os rendimentos de desligamento dos peptídeos 1, 2 e 3 foram 54, 68 e 84%, respectivamente. Não foram detectadas nos meios reacionais quantidades significativas de produtos secundários resultantes de rearranjos ou de transesterificação simultânea do éster presente na cadeia lateral do resíduo de ácido aspártico. Estes resultados evidenciaram que a assistência do Ca2+ é seletiva e o método aplicável a peptídeos contendo arginina e ácido aspártico protegidos ligados à resina de Kaiser. O efeito do solvente foi investigado realizando-se metanólises de Ac-lle-Ser(Bzl)-Asp(OcHex)-KOR em DCM, DMSO e CHCl3 em presença de Ca(OAc)2. Em 72 horas as metanólises realizadas em DMSO foram quantitativas, enquanto que em DCM ou CHCl3 estas apresentaram rendimentos de ~63%. Em seguida, examinamos a capacidade do Eu3+ em assistir a reação de metanólise de peptidil-KOR em DCM. Os rendimentos de desligamento do peptídeo foram semelhantes ou ligeiramente superiores aos obtidos em presença de Ca2+. Estudos adicionais demonstraram que não é necessário excesso molar de Ca2+ ou Eu3+ para o aumento da eficiência das metanólises. Metanólise e etanólise de Ac-lle-Ser(Bzl)-Asp(OcHex)-KOR em DCM e DMSO em presença de Ca(OAc)2, EuCl3 e TbCl3 também foram realizadas. As metanólises em DCM em presença de Ca2+, Eu3+ ou Tb3+ forneceram o produto desejado com 62, 95 ou 95% de rendimento, respectivamente. Em DMSO, a reação assistida por Ca2+ foi quantitativa, mas nenhum produto foi obtido em presença de Eu3+ ou Tb3+. As etanólises em DCM assistidas por estes ións lantanídicos foram também mais eficientes do que as mediadas por Ca2+ (28, 17 e 5%, respectivamente). Em DMSO, observou-se a formação do éster etílico apenas para a reação assistida por Ca2+. O rendimento de desligamento do peptídeo da KOR foi de 80%, mas observou-se a presença de um produto secundário no peptídeo &#945;-esterificado bruto. Novamente, nenhum produto foi obtido nas reações assistidas por Eu3+ ou Tb3+ em DMSO. Estudos adicionais demonstraram que Ca(OAc)2 pode também assistir a aminólise de Ac-lle-Ser(Bzl)-Asp(OcHex)-KOR por Arg(HCl)OMe ou Arg(HCl)OEt em DMF. Os rendimentos de desligamento do peptídeo da KOR foram superiores a 70%, sendo os ésteres desejados os produtos majoritários formados nos meios reacionais (47 e 68% do total, respectivamente). Na ausência do íon metálico, os rendimentos foram de apenas 10-13%. Reações comparativas evidenciaram que a aminólise assistida por Ca2+ é equivalente (ou ligeiramente inferior em termos de seletividade) àquelas descritas na literatura catalisadas pelo ácido acético. Tentativas de aminólise em DMSO, NMP e DMSO/tolueno (1:1, v:v) na presença de Ca2+, Eu3+ e Tb3+ também foram feitas. Os resultados demonstraram que apenas o Ca2+ foi capaz de assistir a maioria delas. Isto ocorreu provavelmente devido a interações entre o DMSO e os lantanídeos. Uma análise preliminar de Ac-Ala-Gly-Lys(2-Cl-Z)-KOR e de Ac-lle-Ser(Bzl)-Asp(OcHex)-KOR através de HR-MAS na presença e ausência de Ca2+ foi feita com o intuito de investigar as interações estabelecidas entre o íon metálico e os peptídeos sob o ponto de vista estrutural. Os resultados obtidos sugeriram que a presença do Ca2+ diminue a mobilidade da cadeia peptídica, o que sugere complexação. Uma complexação tomaria a ligação peptídeo-KOR mais susceptível ao ataque nucleofílico do álcool ou aminoácido esterificado. Medidas de inchamento de peptidil-KOR em diferentes solventes puros e nas misturas utilizadas nos estudos descritos acima demonstraram que a solvatação da peptidil-KOR não é o fator determinante na eficiência destas reações. Por outro lado, estudos qualitativos sugeriram, que a solubilidade dos sais de cálcio, európio e térbio seja crucial. Concluindo, os dados obtidos até o momento indicam que a metanólise, etanólise e aminólise de peptidil-KOR assistidas pelos íons Ca2+ consistem em uma alternativa nova e atraente para preparar ésteres &#945;-metílicos e &#945;-etílicos de N&#945;-acil-peptídeos totalmente protegidos ou desprotegidos. As reações foram realizadas em pH aparente neutro e se mostraram muito seletivas à ligação oxima. / The ultimate goal of the present work was to propose and stablish a new method to prepare a-esterified protected peptides. At first, we examined the effect of HAc, Ca(OAc)2 and mixtures of both on the efficiency of methanolysis of Ac-Ala-Gly-X-KOR (where, X= Gly, Ala or Phe) in DCM. Surprisingly, the reactions carried-out in the presence of Ca(OAc)2 gave the corresponding esterified peptides with the highest yields. Based on these data, we compared the efficiencies of methanolysis of Ac-Ala-Gly-X-KOR [where, X= Lys(2-Cl-Z), Phe, Ala or Gly] assisted by the calcium ion. They showed to be dependent on the nature of the C-terminal residue linked to the solid support since the yields found for 6-hour reactions were: Lys(2-Cl-Z)< Phe <Ala < Gly. After 48 h of reaction, yields were all higher than 68%. The possibility of obtaining Ac-Ala-Gly-X-OEt [where, X= Lys(2-Cl-Z) or Ala] using the same procedure was then investigated. In 72 hours at 37°C Ac-Ala-Gly-Ala-OEt and Ac-Ala-Gly-Lys(2-Cl-Z)-OEt were produced with yields of 69% and 24%, respectively. When DCM was replaced by DMSO or 25%DMSO/toluene at 55°C, the percentages of peptide release from Ala-Gly-Lys(2-Cl-Z)-KOR were 44% in 72h and 66% in 36h, respectively. Benzolysis and thiolysis of Ac-Ala-Gly-X-OEt [where, X= Lys(2-C-Z) or Ala] were tested as well. Despite the fact that amino acid analysis of the remaining peptidyl-KOR showed that the peptide detachment from the resin had occurred to some extent, we were not able to detect by analytical RP-HPLC the products formed in the reaction media. We also studied the methanolyses of some peptidyl-resins related to the peptide hormone cholecystokinin: Ac-lle-Ser(Bzl)-Asp(OBzl)-KOR (1), Ac-lle-Ser(Bzl)-Asp(OcHex)-KOR (2) and Ac-lle-Ser(Bzl)-Asp(OBzl)-Arg(Mtr)-KOR (3). The yields of peptide detachment from 1, 2 or 3 were 54, 68 and 84%, respectively. No significant amounts of byproducts resulting from possible rearrangements or simultaneous transesterification of the ester present at the lateral side chain of aspartic acid were detected in the reaction media. Such results allowed us to conclude that the procedure proposed was quite selective and applicable to peptides containing protected arginine or aspartic acid attached to Kaiser oxime resin. The effect of the solvent on the methanolysis efficiency was then investigated. For that, reactions containing Ac-lle-Ser(Bzl)-Asp(OcHex)-KOR and Ca(OAc)2 suspended in DCM, DMSO and CHCl3 were carried-out. That in DMSO was quantitative while those in DCM or CHCl3 yielded the esterified peptide with 63% in 72 h. The ability of Eu3+ to assist methanolysis of peptidyl-KOR in DCM was demonstrated since peptide detachment yields for some reactions were similar or slightly superior to those assisted by Ca2+. Additional studies showed that molar excess of Ca2+ or Eu3+ is not required for the enhancement of methanolysis efficiency. Comparative methanolyses and ethanolyses of Ac-lle-Ser(Bzl)Asp(OcHex)-KOR assisted by Ca2+, Eu3+ and Tb3+ in different solvents were also studied. Methanolysis in DCM in the presence of Ca2+, Eu3+ or Tb3+ supplied the desired product with yields of 62, 95 or 95%, respectively. In DMSO, the reaction assisted by Ca2+ was quantitative, but no product was formed in presence of Eu3+ or Tb3+. Ethanolysis in DCM assisted by Eu3+ or Tb3+ was also more efficient than that performed in presence of Ca2+ (28, 17 and 5%, respectively). However, in DMSO the desired &#945;-ethyl ester was formed only in the presence of Ca2+. We were able to show that Ca(OAc)2 can also assist the aminolysis of Ac-lle-Ser(Bzl)-Asp(OcHex)-KOR in DMF by Arg(HCl)OMe or Arg(HCl)-OEt. The peptide detachment yields were higher than 70%, being the desired esters the major products formed in the reaction medium. In the absence of the metal ion, yields were only 10-13%. Further studies evidenced that aminolysis assisted by Ca2+ is equivalent (or slightly inferior in terms of selectivity) to those described in the literature that uses HAc as catalyst. Attempts of aminolysis in DMSO, NMP, DMSO/toluene (1:1, v/v) containing Ca2+, Eu3+ and Tb3+ showed that only Ca2+ was able to assist the formation of the esterified peptide in all these solvents. This is probably due to DMSO interaction with the lanthanide ions. Preliminary analyses of two peptidyl-KOR by HR-MAS in the presence and absence of Ca2+ were performed in order to obtain structural information that could help us to determine the interactions established between the metal ion and peptides. The results found indicated that the presence of Ca2+ makes peptide chain less mobile, which suggests complexation. A complexation could make the peptide-resin oxime bond more susceptible to nucleophilic attacks, favoring solvolysis and aminolysis. Swelling measurements of Ac-Ala-Gly-Lys(2-Cl-Z)-KOR and Ac-lle-Ser(Bzl)-Asp(OcHex)-KOR in pure solvents and in the mixtures employed showed that the solvation of peptidyl-KOR is not the factor that determines the efficiency of these reactions. On the other hand, qualitative studies suggested that the solubility of the calcium, europium and terbium salts could be crucial. Hence, the data presented here indicate that methanolysis, ethanolysis and aminolysis of peptidyl-KOR assisted by Ca2+ provide a new alternative and attractive way to prepare fully protected or unprotected N&#945;-acyl-peptides &#945;-methyl and &#945;-ethyl esters. The reactions were performed at neutral pH and showed to be very selective to oxime bond.

Este trabalho está dividido em duas partes: (i) estudo da adsorção da enzima horseradish peroxidase (HRP) sobre substratos planos (lâminas de Si/SiO2, filmes ASP/Si/SiO2, filmes CABads/Si/SiO2, filmes CABspin/Si/SiO2 e filmes CMCABspin/Si/SiO2) seguida de testes da atividade enzimática da HRP imobilizada sobre estes substratos e (ii) obtenção de oligômeros divinílicos mediada pela HRP. Na primeira parte, a imobilização da HRP sobre substratos planos foi estudada através de elipsometria, microscopia de força atômica (AFM) e medidas de ângulo de contato. As isotermas de adsorção da HRP sobre Si/SiO2, APS/Si/SiO2 e CABads/Si/SiO2 apresentaram um aumento contínuo da quantidade de material adsorvido &#915;HRP em função da concentração da solução de enzima até atingir um patamar de adsorção no qual verificou-se a formação de uma monocamada de HRP adsorvida. Nestes casos, o processo de adsorção da HRP pode ser descrito pelo modelo de adsorção aleatória (RSA). Para filmes HRP/CABspin/Si/SiO2 e HRP/CMCABspin/Si/SiO2 observou-se adsorção cooperativa de moléculas de HRP e formação de multicamadas. A adsorção da HRP sobre Si/SiO2, filmes APS, CABads e CMCABspin é um processo irreversível. Ao contrário, HRP adsorve reversivelmente sobre filmes CABspin, fato evidenciado pelo decréscimo de ~30% na espessura dos filmes de enzima. A atividade catalítica dos filmes de HRP imobilizados sobre substratos planos foi verificada na reação de oxidação do ABTS. Os testes de atividade catalítica mostraram que os substratos com a HRP adsorvida podem ser reutilizados 3 vezes sem dessorção ou perda da atividade catalítica da enzima, com exceção dos filmes HRP/CABspin/Si/SiO2 que se tornam inativos após a primeira catálise. A condição de máxima atividade catalítica de HRP imobilizada foi correlacionada com grau de cobertura de ~55%. O emprego do monômero etileno glicol dimetacrilato (EGDMA) em reações de polimerização catalisadas por filmes HRP/Si/SiO2 ou pela HRP livre em solução à temperatura ambiente revelou a formação de partículas cristalinas com geometria poligonal. Com objetivo de compreender a formação das estruturas cristalinas, a segunda parte do trabalho focou a formação de oligômeros de EGDMA e trietileno glicol dimetacrilato (TEGDMA) em meio aquoso catalisada pela HRP na presença H2O2 a temperatura ambiente. Os oligômeros de EGDMA e/ou TEGDMA foram caracterizados por gravimetria, cromatografia de permeação em gel, espectroscopia vibracional na região do infravermelho e espectroscopia 1H RMN. A auto-associação dos oligômeros originou partículas cristalinas com ângulos retos, como evidenciado pelas imagens de microscopia eletrônica de varredura. As medidas de calorimetria exploratória diferencial e difração de raio-x confIrmaram a cristalinidade das amostras. Os oligômeros de EGDMA, TEGDMA e EGDMA-co-TEGDMA sintetizados na presença do sistema HRP-H2O2 apresentaram grupos vinila pendentes, boa solubilidade em clorofórmio e ponto de fusão bem definido, evidenciando pouca reticulação ou ciclização e mostrando que as propriedades catalíticas da HRP propiciam um ambiente reacional apropriado para produzir materiais poliméricos com novas características. / This work is divided into two parts: (i) study on the adsorption of the enzyme horseradish peroxidase (HRP) onto flat substrates (silicon wafers, ASP/Si/SiO2 films, CABads/Si/SiO2 films, CABspin/Si/SiO2 films, and CMCABspin/Si/SiO2 films) followed by enzymatic catalytic tests of HRP immobilized onto these substrates, and (ii) formation of divinyl-based oligomers mediated by HRP. In the first part, the HRP immobilization onto flat substrates was investigated by means of ellipsometry, atomic force microscopy (AFM), and contact angle measurements. Adsorption isotherms of HRP onto silicon wafers, APS/Si/SiO2, and CABads/Si/SiO2 presented the continuous increase of HRP adsorbed amount &#915;HRP as a function of enzyme solution concentration until an adsorption plateau, which evidenced monolayer formation. In these cases, the HRP adsorption process can be described by the random sequential adsorption model (RSA). For HRP/CABspin/Si/SiO2 and HRP/CMCABspin/Si/SiO2 cooperative adsorption of HRP molecules and multilayer formation were evidenced. The HRP adsorption onto silicon wafers, APS, CABads, and CMCABspin films is an irreversible process. Contrarily, HRP adsorbed reversibly onto CABspin films, since desorption of ~30% could be detected. The catalytic activity of HRP films immobilized onto flat substrates was verified by oxidation reaction of ABTS. Catalytic tests showed that substrates with adsorbed HRP can be reused three times without desorption or catalytic activity lost, except for HRP/CABspin/Si/SiO2 films, which became inactive after first use. The emulsion polymerization of ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) in mediated by HRP/Si/SiO2 films or by free HRP at room temperature revealed the formation of crystalline particles with polygonal geometry. In order to understand the formation of such crystalline structures, the second part of this thesis focused on EGDMA and/or triethylene glycol dimethacrylate (TEGDMA) oligomers formation in aqueous medium catalyzed by HRP in the presence of H2O2 at room temperature. EGDMA and/or TEGDMA oligomers were characterized by means of gravimetry, gel permeation chromatography, infrared vibrational spectroscopy and 1H NMR spectroscopy. Self-assembling of oligomers led to right-angled crystalline particles, as evidenced by scanning electron microscopy images. Differential scanning calorimetry and X-ray diffractometry measurements ratified the samples crystallinity. EGDMA, TEGDMA and EGDMA-co-TEGDMA oligomers synthesized in the presence of HRP-H2O2 system presented pendant vinyl groups along the chains, good solubility in chloroform, and well defined melting point. These features evidenced few crosslinking or cyclization and revealed that the catalytic properties of HRP provide an appropriate environrnent for production of materials with new characteristics.